一种光纤法珀传感器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种光纤法珀传感器及其制作方法，其中，光纤法珀传感器包括整体呈圆筒状的防护套管，所述防护套管的两端塞装有入射塞柱和反射塞柱，所述入射塞柱和反射塞柱之间间隔形成法珀腔；所述入射塞柱内埋设有同轴设置的入射光纤，所述反射塞柱朝向所述入射塞柱的一端为反射面。本发明专利技术光纤法珀传感器具有结构巧妙，制作工艺简单等有点，其制作方法具有利于提高生产效率，降低生产成本等优点。降低生产成本等优点。降低生产成本等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤法珀传感器及其制作方法


[0001]本专利技术涉及光纤法珀传感器
，特别的涉及一种光纤法珀传感器及其制作方法。

技术介绍

[0002]目前使用最广泛的光纤应变传感器主要基于光纤布拉格光栅技术和基于光纤法珀干涉技术。利用光纤法珀传感器的腔长对外界物理量敏感的特点，光纤法珀传感器已经在工业、军事等诸多领域被广泛应用于应变、压力、温度和折射率等参数的传感。光纤法珀传感器分为本征型法珀传感器和非本征型法珀传感器。非本征型法珀传感器是指以光纤端面和空气界面为反射面构成法珀腔，具有对某一物理或化学参数敏感的传感特性。目前，非本征型法珀传感器主要通过在两段单模光纤之间熔接一段空心光纤、空心毛细管或空心光子晶体光纤，或直接利用空心毛细管将两段单模光纤对准并固定。
[0003]但是，在具体应用时，还需要针对检测环境，制作相应的壳体，将上述传感器设置在壳体内，并通过壳体安装在测量点。比如，针对高温高压环境下使用的光纤法珀传感器，需要将法珀传感器设置在基座上，并通过套管密封后再安装使用。这样一来，检测是通过套管的形变到基座的形变最终传递至法珀传感器上，需要经过多次的转换，影响检测的精度。另外，这种结构的传感器需要先制作好传感器本体、基座和套管，再进行组装，组装过程中还需要保证后续安装的精度，工艺流程多，影响生产效率。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种结构巧妙，制作工艺简单，有利于提高生产效率，降低生产成本的光纤法珀传感器及其制作方法。/>[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种光纤法珀传感器，其特征在于，包括整体呈圆筒状的防护套管，所述防护套管的两端塞装有入射塞柱和反射塞柱，所述入射塞柱和反射塞柱之间间隔形成法珀腔；所述入射塞柱内埋设有同轴设置的入射光纤，所述反射塞柱朝向所述入射塞柱的一端为反射面。
[0006]使用时，将防护管体的两端分别固定在待测物体的表面上，一旦待测物体的表面发生形变，就会改变防护管体的长度，防护套管的长度变化体现在法珀腔长度的变化，就能实现对应变的测量。上述结构中，直接利用入射塞柱和反射塞柱之间的间隙形成法珀腔，无需先使用光纤来制作传感器本体，再进行组装，在入射塞柱和反射塞柱完成与防护套管的装配后，就直接形成用于测量的法珀腔，大大简化了制作工艺，有利于提高制作效率，降低生产成本。另外，由于防护管体呈圆柱状，在流体内测量时，流体施加在防护管体表面的压力沿防护管体的径向作用在防护管体上，由于相同的压力沿周向均布，相互之间形成平衡，从而可以避免防护管体在径向上发生形变而损坏，承压能力强。
[0007]进一步的，所述防护管体采用金属毛细管制成。
[0008]进一步的，所述入射塞柱和反射塞柱均包括同轴设置的塞装段和限位段，所述塞装段的直径大于所述防护套管的内径，所述限位段的直径与所述防护套管的内径相匹配，并塞装在所述防护套管内。
[0009]这样，就可以通过限位段控制入射塞柱和反射塞柱的塞装段安装长度，直接保证法珀腔的初始长度，大大降低制作难度，并提高产品的一致性。
[0010]作为另一种优化，所述反射塞柱包括同轴设置的塞装段和限位段，所述塞装段的直径大于所述防护套管的内径，所述限位段的直径与所述防护套管的内径相匹配，并塞装在所述防护套管内；所述入射塞柱的外径与所述防护套管的内径相匹配，使二者形成过盈配合或过渡配合关系。
[0011]进一步的，所述入射塞柱上套设有密封套管，所述密封套管的内径大于所述入射塞柱的外径，并密封地套设在所述防护套管上。
[0012]进一步的，所述入射塞柱和所述反射塞柱相对的一端均具有研磨抛光而成的反射面。
[0013]进一步的，所述防护套管上具有安装座，所述安装座的底面平行于所述防护套管的轴线。
[0014]这样，就可以通过安装座将防护套管固定安装在待测物体的表面。
[0015]进一步的，所述安装座一体成型设置在所述防护套管上。
[0016]这样，被测物体发生形变后，可以更加准确地反映到防护套管的伸长量上，从而提高检测的准确性。
[0017]进一步的，所述安装座的长度与所述防护套管的长度一致；或所述安装座设置在所述防护套管的两端。
[0018]一种制作如权利要1～9中任一权利要求所述光纤法珀传感器的方法，其特征在于，将入射光纤同轴埋设在入射塞柱，并将入射塞柱和反射塞柱相对的一侧打磨；再将打磨后的入射塞柱和反射塞柱从两端塞入防护套管，控制入射塞柱和反射塞柱的间距后密封固定。
[0019]综上所述，本专利技术光纤法珀传感器具有结构巧妙，制作工艺简单等有点，其制作方法具有利于提高生产效率，降低生产成本等优点。
附图说明
[0020]图1为实施例1的结构示意图。
[0021]图2为实施例1的另一种结构示意图。
[0022]图3为实施例2的结构示意图。
[0023]图4为实施例3的结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0025]实施例1：如图1和图2所示，一种光纤法珀传感器，包括整体呈圆筒状的防护套管1，所述防护套管1的两端塞装有入射塞柱2和反射塞柱3，所述入射塞柱2和反射塞柱3之间间隔形成
法珀腔；所述入射塞柱2内埋设有同轴设置的入射光纤，所述反射塞柱3朝向所述入射塞柱2的一端为反射面。为了保证防护套管的承压能力，本实施例中，所述防护管体1采用金属毛细管制成。
[0026]所述入射塞柱2和反射塞柱3均包括同轴设置的塞装段和限位段，所述塞装段的直径大于所述防护套管1的内径，所述限位段的直径与所述防护套管1的内径相匹配，并塞装在所述防护套管1内。本实施例中，所述入射塞柱2的塞装段长度、反射塞柱3的塞装段长度和法珀腔的原始长度之和等于防护套管1的长度。
[0027]为了方便防护套管固定在待测物体的表面，所述防护套管1上具有安装座5，所述安装座5的底面平行于所述防护套管1的轴线，所述安装座5一体成型设置在所述防护套管1上。具体实施时，可以将安装座5的长度设置成与所述防护套管1的长度一致，如图1所示；也可以在所述防护套管1的两端各设置一个安装座5，如图2所示。
[0028]本实施例的光纤法珀传感器采用如下步骤制作。
[0029]1、先在入射塞柱上加工通孔，将入射光纤穿过该通孔，使用纳米银填在孔中，再根据纳米银的烧结条件，使用马弗炉对其进行烧结固化在入射塞柱内。
[0030]2、对埋设有入射光纤的入射塞柱和反射塞柱相对的一侧进行研磨，形成入射端面和反射面。具体实施时，也可以在反射塞柱的反射面上镀反射膜。
[0031]3、进行研磨时，控制入射塞柱2的塞装段长度和反射塞柱3的塞装段长度，保证二者的长度和与防护套管的长度之差等于法珀腔的初始长度。
[0032]4、将入射塞柱2和反射塞柱3分别从两端塞入防护套管内，反射塞柱3的限位段抵接在防护套管上，调节入射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤法珀传感器，其特征在于，包括整体呈圆筒状的防护套管（1），所述防护套管（1）的两端塞装有入射塞柱（2）和反射塞柱（3），所述入射塞柱（2）和反射塞柱（3）之间间隔形成法珀腔；所述入射塞柱（2）内埋设有同轴设置的入射光纤，所述反射塞柱（3）朝向所述入射塞柱（2）的一端为反射面。2.如权利要求1所述的光纤法珀传感器，其特征在于，所述防护管体（1）采用金属毛细管制成。3.如权利要求1所述的光纤法珀传感器，其特征在于，所述入射塞柱（2）和反射塞柱（3）均包括同轴设置的塞装段和限位段，所述塞装段的直径大于所述防护套管（1）的内径，所述限位段的直径与所述防护套管（1）的内径相匹配，并塞装在所述防护套管（1）内。4.如权利要求1所述的光纤法珀传感器，其特征在于，所述反射塞柱（3）包括同轴设置的塞装段和限位段，所述塞装段的直径大于所述防护套管（1）的内径，所述限位段的直径与所述防护套管（1）的内径相匹配，并塞装在所述防护套管（1）内；所述入射塞柱（2）的外径与所述防护套管（1）的内径相匹配，使二者形成过盈配合或过渡配合关系。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锋，殷浩，何峰，
申请(专利权)人：重庆冠雁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：